看書10分鐘，玩手機(jī)半小時(shí)?你的大腦可能需要充電了。近日，中科院深圳先進(jìn)院副研究員蔚鵬飛告訴記者，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的可穿戴式頭盔，通過監(jiān)測、調(diào)控腦電波，并結(jié)合人工智能算法，可實(shí)現(xiàn)超腦增強(qiáng)。
據(jù)悉，產(chǎn)品將于明年上市，可用于短期記憶力提升、集中注意力、運(yùn)動(dòng)康復(fù)等。
近年來，腦機(jī)接口成為熱門領(lǐng)域，其本質(zhì)是建立大腦和機(jī)器之間的通訊方案。蔚鵬飛團(tuán)隊(duì)的研究，屬于非植入式腦機(jī)接口的一種。“比如植入式，非植入式優(yōu)點(diǎn)是無創(chuàng)，局限是信號的精準(zhǔn)度比植入式低，兩者各有不同的應(yīng)用場景。”他說。
蔚鵬飛向記者展示其研發(fā)的頭盔，外形像頭戴式耳機(jī)，戴上后，設(shè)備通過柔性電極傳感器，識別腦電波在大腦執(zhí)行不同任務(wù)時(shí)的變化。接下來，通過電極組合釋放微弱的電流脈沖刺激，使其到達(dá)大腦的特定區(qū)域，改變腦電波的活動(dòng)，調(diào)控大腦神經(jīng)元細(xì)胞的活躍狀態(tài)。據(jù)悉，為提升采集信號的精度，團(tuán)隊(duì)結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)和生物傳感材料等技術(shù)。
“因?yàn)槟X組織非常復(fù)雜，這項(xiàng)技術(shù)要先對大腦進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真建模，然后確定要刺激的目標(biāo)區(qū)域和參數(shù)，再用電極對相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行電流刺激，從而達(dá)到干預(yù)和調(diào)控的效果。”蔚鵬飛說，這種頭盔還利用人工智能算法實(shí)時(shí)讀取大腦活動(dòng)狀態(tài)，匹配、推薦刺激參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)性化調(diào)控。
蔚鵬飛稱，在目前的臨床測試中，兩組參與人員戴上頭盔背單詞，在其不知情的情況下，其中一組施加電刺激，另一組不施加。每天戴上一定時(shí)間，重復(fù)一星期后，被施加了電刺激的人員記憶力提升了17%左右。
據(jù)悉，相關(guān)技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利9項(xiàng)，實(shí)用新型專利1項(xiàng)，正在申請二類醫(yī)療器械證。相關(guān)產(chǎn)品預(yù)計(jì)在明年上市。
微電流刺激療法已在國際上被廣泛使用。但其歷史可以追溯到至少2000年前，醫(yī)生已開始用電鰩魚緩解患者的疼痛。
腦機(jī)對接溯源
●1924年，德國精神病學(xué)家伯格發(fā)現(xiàn)了腦電圖，人們看到了來自大腦的信號。
●1969年，華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院利用猴子進(jìn)行腦電生物反饋的研究。
●1990年，杜克大學(xué)的尼可萊里斯完成對老鼠運(yùn)動(dòng)腦電波的初步研究，實(shí)現(xiàn)了提取夜猴的皮層運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元信號，來控制機(jī)器人手臂。
●1999年，哈佛大學(xué)的斯坦利試圖解碼貓的神經(jīng)元放電信息，來重建視覺圖像，從中能看到可辨認(rèn)的物體和場景。
●2000年，Donoghue小組實(shí)現(xiàn)恒河猴對計(jì)算機(jī)屏幕上的光標(biāo)運(yùn)動(dòng)控制，來追蹤視覺目標(biāo)，其中猴子不需要運(yùn)動(dòng)肢體。
●2008年，匹茲堡大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家宣稱利用腦機(jī)接口，猴子能用操縱機(jī)械臂給自己喂食，標(biāo)志著相關(guān)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)動(dòng)物腦和外部設(shè)備直接相連。
●2009年，美國南加州大學(xué)的伯格小組研制出能夠模擬海馬體功能的神經(jīng)芯片。該團(tuán)隊(duì)將這種芯片植入大鼠腦內(nèi)，使其成為高級腦功能假體。
●2014年，巴西世界杯，身著機(jī)器戰(zhàn)甲的截肢患者，憑借腦機(jī)接口和機(jī)械外骨骼開出了一球，背后技術(shù)由尼可萊里斯團(tuán)隊(duì)提供。
●2016年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)取得重大突破，讓普通人在沒有植入大腦電極的情況下，只憑借“意念”，在復(fù)雜的三維空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)物體控制，包括操縱機(jī)器臂抓取、放置物體和控制飛行器飛行。
●2017年，斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文，宣布他們成功讓三名受試癱瘓者通過簡單的想象，精準(zhǔn)控制電腦屏幕的光標(biāo)，輸入了他們想說的話，其中一名患者可以在1分鐘內(nèi)平均輸入39個(gè)字母。
●2020年，埃隆·馬斯克旗下的Neuralink公司找來“三只小豬”，向全世界展示了采集到的大腦信號。
